SG/CF级发动机油的调配工艺研究

薛纪东，潘传艺

(1.广州机械科学研究院，广东 广州 510701;2.广东工业大学 轻工化工学院，广东 广州 510006)

SG/CF级发动机油的调配工艺研究

薛纪东1，潘传艺2

(1.广州机械科学研究院，广东 广州 510701;2.广东工业大学 轻工化工学院，广东 广州 510006)

随着我国汽车行业的飞速发展，对汽车发动机润滑油的质量要求也越来越高。高级的SG/CF级发动机油的应用也日益广泛。研发了有竞争力的SG/CF级发动机油调配方案，改善了生产工艺。首先介绍了SG/CF级发动机油的各种性能要求，然后在Ⅱ和Ⅲ类基础油中加入各种黏度指数改进剂、金属清净剂、降凝剂、无灰分散剂和复合添加剂等功能添加剂，进行复配试验，最终研制出三种不同黏度级别的SG/CF级发动机油的实际生产配方；接着根据生产配方对SG/CF级发动机油的调配工艺进行了探讨，并对生产调配的产品性能进行检测；最后设计了SG/CF级发动机油的调配工艺流程。

SG/CF级发动机油；调配工艺

前 言

发动机润滑油主要起润滑、防锈、冷却、洗涤、密封和消除冲击负荷的作用。随着我国汽车行业的飞速发展，许多汽车新技术的不断研发和应用，汽车排放标准日益严格，对发动机润滑油也提出了越来越高的质量要求。许多汽车发动机的设计，也要求使用高性能的合成发动机油，如SG/CF级发动机油。新型号的汽车大都向着多级的合成润滑油方向发展[1]。油品性能趋向于低黏度、多级化，多级油的市场占有率几乎为100%，高档SG/CF级发动机油的应用也越来越广泛。

SG/CF级发动机油要求具有良好的高低温性能、热氧化稳定性、抗磨性能、润滑性能、水解安定性和相容性。使用PAO和合成酯等合成基础油可以有助于达到这些性能要求。但使用PAO和合成酯，可能存在着与添加剂的相容性问题，应提高对添加剂的溶解能力[2-4]。

随着油品添加剂公司的业务发展，目前国内有许多润滑油公司都在调配各级别的发动机油，因此，哪一家公司调配的润滑油性能好、调配工艺简单、投资成本小，就成为这家公司对争夺润滑油市场显示出的强劲的优势。因此迫切需要研发新的调配方案以及改善生产工艺。本文对SG/CF级发动机油的生产配方和调配工艺进行了研究。

1 实验部分

1.1 SG/CF级发动机油的基础油组成

世界上基础油大致分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、V类五个级别。Ⅲ类基础油在性能上远超Ⅰ类和Ⅱ类基础油，Ⅲ类油的某些性能可与PAO相媲美，也被称作半合成油，其价格却比合成油便宜得多。Ⅳ类基础油（PAO），又称聚α-烯烃合成油。除Ⅰ～Ⅳ类基础油之外的其它合成油(合成烃类、合成酯类、硅油等)、植物油、再生基础油等统称V类基础油。合成基础油常用于一些特殊润滑条件场合，尤其用于极端高低温的场合。

品质优良的发动机油必须选用品质优良的基础油。由于发动机基础油中它们的物理性质随着它们组成的成分不同所形成的性质也不完全一样。由于添加剂组分通常无挥发性，作为发动机油主体的基础油就成了决定发动机油挥发性的主要来源。考虑价格成本的因素，调配SG/CF级发动机油采用高黏度指数的Ⅱ和Ⅲ类基础油。实际采用几种基础油的性能参数如下表1所示。

表1 几种基础油性能参数（实测）Table 1 The characteristic of some basic oils

1.2 SG/CF级发动机油的添加剂

SG/CF级发动机润滑油一般都是由基础油和添加剂两部分组成。常用的添加剂有黏度指数改进剂、金属清净剂、降凝剂、无灰分散剂、抗氧抗腐剂、抗泡剂和防锈剂等[4-5]。功能添加剂能改变基础油的某些性质，而不会改变基础油的成分和结构。现代的发动机油几乎都含有各种用途的添加剂，其含量在1%到20%之间。发动机工作时要求发动机油必须具有适当的黏度和良好的黏温性能，还必须具有良好的清净分散性、酸中和性、抗泡性、氧安定性、抗磨性和抗腐防锈性等。调配SG/CF级发动机油用到的添加剂具体如表2所示。为了使SG/CF级发动机润滑油具有这些较好的性能要求，因此需要选择各种不同种类的功能添加剂，包括复合添加剂和单剂，来进行复配试验，以确定配方。

表2 SG/CF级发动机油调配常用添加剂Table 2 Common functional additives for preparing SG/CF grade engine oil

1.3 SG/CF级发动机油的调配工艺

发动机油的质量和性质取决于所用基础油的质量和添加剂或添加剂组合的质量。所以基础油的性能差异和添加剂的数量与含量不同，形成了发动机润滑油质量与黏度的差异，因此也就有了不同品种、规格的发动机油。

1）基础油的种类不同，而添加剂的种类相同，可以调配出性能不同的发动机油；

2）基础油的种类相同，而添加剂的种类不同，可以调配出性能不同的发动机油。

3）基础油和添加剂的量不同，可以调配出其物理性质、质量和功能基本相同的发动机油。

因此，对于SG/CF级发动机油生产工艺我们可以利用相同的原料，通过所加的剂量不同可以调配出我们所需等级的发动机润滑油。所以，对于研究此工艺过程是非常有意义的。SG/CF级发动机油主要应用于：润滑高功率（1000kW以上）重负荷柴油发动机和先进的轿车，如矿用汽车、卡车、拖车、工程车辆、发动机组、宝马、凌志、本田、丰田、奔驰等。下面我们就 SG/CF-410W/30、SG/CF-410W/40、SG/CF-415W/40三种等级的发动机油的调配进行讨论，采用现场生产配方。

2 结果与讨论

2.1 SG/CF-4 10W/30发动机油的生产调配调配总质量：4500kg配方如下表3所示：

表3 SG/CF-410W/30的调配配方Table 3 Production formula of SG/CF-410W/30 grade engine oil

这种调配出来的SG/CF-410W/30润滑油具有好的低温油泥分散性，加入的T803B能改善蜡的结晶过程，使油品在低温下能连续流动。这类添加剂对油品中石蜡结晶刚生成时出现的浊点是无效的，但能够阻止石蜡结晶的进一步生长,达到降低倾点的目的。而加入T612黏度改进剂的作用是改善油品的黏温性能，使油品具有较高的黏度指数，从而保证发动机在低温下能顺利启动，在高温下油品有足够大的黏度，确保良好的润滑。H8696复合剂是多功能的润滑油添加剂，其的作用是具有清净分散性能、抗氧抗腐蚀、抗磨性能。由此可见润滑油是由基础油与添加剂调配而成的，润滑油所需的性能和质量主要是由基础油和添加剂的性质与质量所决定的。

2.2 SG/CF-4 10W/40发动机油的生产调配

调配总质量：2100kg配方如下表4所示：

表4 SG/CF-410W/40的调配配方Table 4 Production formula of SG/CF-410W/40 grade engine oil

使用该配方调配出来的SG/CF-410W/40发动机油不仅比SG/CF-410W/30润滑油更具有好的低温油泥分散性，而且加入的凝降剂T803B更能能改善蜡的结晶过程，使油品在低温下能够更好地连续流动。加入T612黏度改进剂的量SG/CF-410W/40比SG/CF-410W/30多加4.5%，所以其作用更能改善油品的黏温性能，使润滑油更能够在低温下流动。复合剂H8696是多功能的添加剂，SG/CF-410W/40比SG/CF-410W/30多加0.9%，因此，其对润滑油的性质也产生了很大的影响，无论是润滑油的清净分散性能、抗氧抗腐蚀、抗磨性能，还是防锈性能、热稳定性有了很大的提高。除此之外，SG/CF-410W/40润滑油还添加了一种T152分散剂，这种分散剂主要应用于调制中、高档柴油机油和调制中、高档汽油机油以及调制低速十字头发动机船用气缸油[6]。尤其适用于调制环保型内燃机油。T152分散剂其具有更好的油泥和烟灰分散能力，可抑制发动机油泥、积炭和漆膜的生成。所以SG/CF-410W/40润滑油比SG/CF-410W/30润滑油质量更好，且前者可以代替后者。

2.3 SG/CF-4 15W/40发动机油的生产调配

调配总质量：1000kg配方如下表5所示。

表5 SG/CF-415W/40的调配配方Table 5 Production formula of SG/CF-415W/40 grade engine oil

SG/CF-415W/40发动机油不仅仅具有SG/CF-410W/30和SG/CF-410W/40的性质，而且其质量也比上述两者好，其凝降温度更低，则润滑油的低温性能、分散性、抗氧抗腐蚀性更好，而且该SG/CF-415W/40润滑油还添加了T109清净剂，其作用是清除积碳、保护引擎、减少尾气、节省燃油、降低实际胶质含量、阻止胶质形成[7]。

2.4 SG/CF发动机油的检测

经检测，上述产品的指标符合国家标准[8]。其质量指标如下表6所示。

在SG/CF发动机油的调配过程中，根据各物质的百分含量不同所调配出来的润滑油性能及质量都不尽相同。为此，熟悉整个油品的调配工艺很有必要，一般地，润滑油中所加的添加剂种类越多其功能性就越好，但不是添加剂的量越多润滑油的性能就越好，有时会起反作用。而且各种添加剂也存在相互抑制相互影响的过程，这种添加剂加多了，另一种添加剂的性能就可能会受到抑制。在实际生产中也不可能为了产品更好而不停地加添加剂，从经济的角度上看是不可取的。所以在调配的时候我们更需要考虑经济的问题。因此，在达到润滑剂的要求下，油厂应以较低的成本来获取更高的利润。

表6 SG/CF级发动机油质量检测指标Table 6 The test index of SG/CF grade engine oils

2.5 SG/CF发动机油的的调配工艺流程

SG/CF级发动机油调配工艺的流程方框图，如图1所示：

图1 SG/CF级发动机油调配工艺流程图Fig.1 the process flow of SG/CF grade engine oil

3 结 论

随着我国汽车行业的蓬勃发展，对发动机油的性能及质量要求不断地提高，其中高级的SG/CF级发动机油的应用越来越广泛。研发新的SG/CF级发动机油的调配方案以及改善生产工艺，对加强车用润滑油市场的竞争优势很有帮助。本文对高级SG/CF级发动机油的生产调配工艺进行了研究。采用高黏度指数的Ⅱ和Ⅲ类基础油，选用T803B、T612、H8696、T152、T109 等多种功能添加剂进行复配试验，调配了 10W/30、10W/40、15W/40三种黏度等级的SG/CF-4发动机油。然后根据生产配方对SG/CF级发动机油的调配工艺进行了探讨，并对生产调配的产品的性能进行检测。最后设计了SG/CF级发动机油的调配工艺流程。该调配方案和工艺具有较好的经济效益，可为SG/CF级发动机油的生产应用提供借鉴和参考。

［1］周学良.润滑油［M］.北京：化工出版社，2006.

［2］刘宗茂.润滑油［M］.北京：化工出版社，2005.

［3］黄文轩.润滑油添加剂应用指南［M］.北京：中国化工出版社，2003.

［4］崔敬佶，李延秋.PAO和酯类油在合成润滑剂中的应用［J］.润滑油，2004，19（1）：7～12.

［5］付兴国.润滑油及添加剂技术进展与市场分析［M］.北京：石油工业出版社，2004.

［6］LUBRIZOL.Marine Diese Engines General Discussion［M］.Unison International,1986.

［7］LUBRIZOL CORPORATION.Ready Reference for Lubricant and Fuel Performance［M］.1988.

［8］OLSZEWSKI W G.Proceeding of the Institute of Petroleum［M］.London,1981：324.

Study on the Preparation Process of SG/CF Engine Oil

XUE Ji-dong1and PAN Chuan-yi2
(1.Guangzhou Mechanical Engineering Research Institute,Guangzhou 510701,China;2.Department of Chemical Engineering and Light Industry,Guangdong University of Technology,Guangzhou 510006,China)

With the development of automobile industry in our country,the quality requirements of engine oil become higher and higher.High grade SG/CF engine oil has been used widely.The development and performance characteristic is introduced.In order to develop new more competitive preparation technique of SG/CF grade engine oil,the grade II and grade III basic oil is selected as the basic oil,and the T803B,T612,H8696,T152 and T109 is chosen as the functional additives.With series tests,three production formulas of SG/CF grade engine oil with different viscosity grades have been developed and confirmed,and then their performance characteristic have been tested.The mixing process of SG/CF grade engine oil has been discussed,and the process flow has been designed in detail.

SG/CF Engine oil;mixing process

TE 626.3+7

B

1001-0017（2012）01-0076-04

2011-05-16

薛纪东(1975-)，男，汉族，湖北荆门人,工程师，主要从事润滑油以及胶粘材料的研究。Email：xuejd_gy@126.com.